por que um serviço é neutro e aterrado, mas não o subpainel-neutro?

Eu sei que é código (consulte NEC 250.24 (A) 5 e 250.32), mas não entendo por que você não pode usar um jumper de ligação para conectar o barramento de terra e o neutro no subpainel? Foi-me dito que é porque você teria corrente no condutor de aterramento. Na minha tentativa de entender isso, eu estava pensando que talvez seja mais uma questão de ter neutros paralelos ... mas se eles estiverem fundamentados nos dois lados, como isso (não) funcionaria? Possível problema de segurança: se um dos motivos for desconectado, você terá um verdadeiro neutro paralelo ... essa é uma explicação viável ou melhor ou a corrente no condutor de aterramento é o problema real?

Se sim, por que a corrente nos condutores de aterramento do painel principal não é um problema? Não vejo a diferença inerente entre um subpainel e um painel principal. Em última análise, essa pergunta é: por que a ligação é neutra e aterrada no painel principal, mas não no subpainel (além da NEC disse isso)? Por que o neutro do painel principal para o subpainel é inerentemente diferente do serviço neutro para o principal?

edit- você também pode consultar: Como aterrar adequadamente um subpainel em um prédio separado? para uma imagem relevante e porque é um tópico relacionado.

Aterramento e neutro não são neutros paralelos. Eu sei que parece assim porque eles estão ligados no painel principal. Mas mude para uma maneira diferente de pensar sobre os propósitos dos 2 fios. Pense no solo apenas como um escudo de segurança.

Vamos tentar alguns pares de exemplos. O primeiro é Code e os segundos títulos no sub-painel também. O brilho laranja está nas coisas "quentes".

Parece incrível, certo? O pobre e velho Code Man está no escuro. Seu poder tentou retornar via neutro, e o neutro está quebrado, então o poder falhou. Rogue Man é um cara feliz e sua vida não é interrompida. O Ground está funcionando muito bem como um "backup neutro". Ele nem sabe que tem um problema!

É claro que o terra é um fio mais fino, portanto pode superaquecer, mas e daí? Ou, se o solo e o neutro fossem cortados?

O Code Man ainda está no escuro e ainda precisa consertar esses fios. Rogue Man está morto.

Na instalação de Code Man, o calor passou pela lâmpada, procurando por neutro. Como não encontrou, puxou o neutro até 120V (energia insuficiente para um trabalho útil, mas bastante para chocar). O Rogue Man fez o mesmo, mas, como ele amarrou o neutro ao terra no sub-painel, o solo agora também é de 120V, incluindo a tampa do painel de serviço e os parafusos da tampa da placa do interruptor.

Suponha que o subpainel tenha sua própria haste de aterramento. Isso não ajuda muito. A Terra tende a ter alta resistência, portanto os parafusos da tampa podem ser 103V em vez de 120V.

Tenho a sorte de trabalhar no conduto EMT em um edifício de aço, que naturalmente força todo o sistema de conduítes a aterrar. O terra nunca faz parte do circuito, seja de que forma for. Então, eu vejo isso como pretendido, como um "manto" protetor em torno de todas as coisas elétricas.

O solo ainda não é um envelope perfeito. Está em um novo trabalho, mas ainda temos muita fiação antiga por aí que não é prática ilegal de fora da lei - como o NEMA 10 e os interruptores inteligentes de loop de comutação que escalam o solo como neutro.

Por que vínculo neutro?

Essa é uma ótima pergunta. Não ligar o terreno daria a você um sistema isolado . E isso faz muito sentido de algumas maneiras, como resolver alguns dos problemas que você vê acima. Mas tem outras desvantagens. Eu me aprofundo sobre isso aqui .

Eu li as postagens e entendo por que o Neutro e o Ground estão ligados no painel de serviço principal. Mas por que é uma má idéia ligá-los no subpainel, visto que o fio terra e o fio neutro do subpainel estão de fato conectados através da ligação no painel principal?

Harper realmente forneceu as respostas corretas, mas acho que sendo um especialista, talvez seja capaz de explicá-lo com algumas ilustrações simples. (Isenção de responsabilidade: sou apenas iniciante e fiquei interessado na questão do fio neutro / terra ao tentar descobrir como conectar alguns LEDs de 50W ao sistema elétrico.)

Tudo está realmente bem quando nada é quebrado no circuito. Se o subpainel estiver conectado ao painel principal, a ligação no subpainel parece inofensiva, mas coisas ruins acontecem quando essa conexão é interrompida.

Se o fio terra e o fio neutro estiverem ligados em um subpainel e, de alguma forma, os fios neutros do subpainel ao painel principal estiverem quebrados, então, embora essa "ligação ruim", o fio terra agora se torne "neutro de reserva" e comece a carregar a corrente que deve retornar ao transformador, e todos os casos aterrados etc. ficam quentes e podem eletrocutar alguém. (Veja as ilustrações de code man vs rogue man por Harper, 26 de maio de 16 às 21:39)

Configuração sem subpainel

                                  -----------
Main Panel         Hot wire      |           |
   --------------->--------------| Appliance |
   +------X-------<--------------|           |
   |      |        Neutral wire   -----+-----
   |      |                            | Ground wire
   +------|-----------------------------
   |      |
   |       ---- If the wire breaks there, all is well since
-------         the break occurs BEFORE the bonding 
 ----- Earth
  ---

Boa fiação sem ligação no subpainel

                                     Subpanel        -----------
Main Panel         Hot wire             -           |           |
   --------------->--------------------| |---->-----| Appliance |
   +--------------<---------------X----| |----<-----|           |
   |               Neutral wire   |    | |           -----+-----
   |                              |    | |                | Ground wire
   +------------------------------|----| |----------------+
   |                              |     -         OK if there is a break
   |                              --------------  since there is no bonding
-------                                           at sub panel
 ----- Earth
  ---

Fiação incorreta com ligação no subpainel

                                     Subpanel        -----------
Main Panel         Hot wire             -           |           |
   --------------->--------------------| |-->-------| Appliance |
   +--------------<---------------X ---| +--<-------|           |
   |               Neutral wire        | |           -----+-----
   |                                   | V                | Ground wire
   +--------------------------------<----+----------------+
   |                               Alternative return path
   |                               via ground wire, which becomes deadly
-------                            when that path also breaks and the
 ----- Earth                       the appliance's case becomes hot
  ---

Como alternativa, pense por que é uma má idéia ligar os receptáculos neutro e terra na saída, e o mesmo motivo se aplica ao subpainel.

Antes de responder sua pergunta, vamos abordar algumas propriedades básicas:

• O principal objetivo do neutro é transportar as cargas desbalanceadas.
• O principal objetivo do sistema de aterramento é ter uma referência de tensão zero limpa e confiável.
• O principal objetivo de uma haste de aterramento e / ou outros eletrodos de aterramento é ajudar a impedir que sobretensões indiretas extrínsecas de fontes naturais causem danos ao sistema elétrico residencial.
• O sistema de aterramento e os eletrodos de aterramento servem a dois propósitos totalmente diferentes.

Agora, para resolver as questões, a principal preocupação

Por que a corrente nos condutores de aterramento do painel principal não é um problema?

Resposta simples: os circuitos paralelo e em série se comportam de maneira diferente.

Na maioria das vezes, todos os circuitos de derivação são paralelos em uma casa, mas o neutro carrega todas as cargas desequilibradas e é tecnicamente um condutor aterrado em série. Em um caminho em série, a tensão é inversamente proporcional, a resistência é diretamente proporcional e a corrente é constante.
Isso torna muito difícil, se não impossível, que a tensão potencial vá a qualquer lugar, exceto para baixo, mas não se engane, o neutro pode chocar e causar a morte por causa da corrente.